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井下粉尘预防及治理方法研究

发布时间:2020-04-10 01:21:10人气:180

1 井下粉尘防治的必要性

粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒,国际标准化组织规定,粒径小于75μm的固体悬浮物为粉尘。在煤矿生产过程中,破碎煤炭和岩石所产生的微小煤岩颗粒叫做煤矿粉尘。

在大气中粉尘的存在是保持地球温度的主要原因之一,但在生活和工作中,生产性粉尘是人类健康的天敌,煤矿粉尘的危害是多方面的。一方面是它的爆炸性,具有爆炸性的煤尘在一定浓度范围内遇有高温热源,如电气设备产生的火花、瓦斯燃烧和爆炸、井下火灾和明火、矿灯故障时产生的火花等都可能引发爆炸。我国80%以上的煤矿都具有爆炸性,且矿井爆炸事故也屡见不鲜。另一方面,粉尘对人体有直接且严重的危害,最典型的疾病就是尘肺病。近年来,各省尤其是山西、河北、内蒙这些煤炭大省的尘肺病患者逐年增加,且增加比例逐年递增。另外,粉尘也在一定程度上降低了机械设备的工作效率,对机器本身也有损害。有数据表明,在无防尘措施的条件下,炮采时粉尘浓度为300~500mg/m,而机采时粉尘的浓度达到1000~3000 mg/m,综采时更是高达4000~8000 mg/m。可见,在采煤机械化程度逐步提高的情况下,粉尘对机械设备以及人体的影响使其治理问题刻不容缓。

2 井下粉尘防治的现状

《煤矿安全》第738条规定:“煤矿企业必须加强职业危害的防治与管理,做好作业场所的职业卫生和劳动保护工作,采取有效措施控制尘、毒危害”。虽然我国对井下粉尘的检测已颁布了《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》等一系列规定,对测尘机构设置、时间、方法及合格率计算都作出了明确的规定,但具体落实情况却不容乐观。目前我国大多数矿区对井下粉尘的治理主要是从防尘和除尘两方面着手的。

防尘主要是面向井下工人和设备,工人佩戴防尘面罩、防尘呼吸器、防尘口罩等工人防护用具。对于井下设备及仪器,也采取了一些简单措施,以防止粉尘进入设备。

除尘方面,现今矿井主要采用以风、水为主的防尘措施。通风除尘,即利用风力将粉尘吹散,这是最为简单原始的除尘方法。但受通风工作面的影响较大,且受到通风量的条件制约,效果并不理想;洒水除尘,是现今应用最为广泛的方法,具体包括机械式洒水降尘和电子式洒水降尘。机械式应用较早、结构简单、造价低廉,但由于机械操控需要时间,易造成降尘不及时等问题,且机件维修较为频繁和困难。电子式则加入了新兴的传感装置,现今得到了广泛应用,尽管通过**技术解决了粉尘感应及时洒水降尘的难题,但这种方法也只能从表面上解决问题,依然受到工作面的限制,且水蒸发之后二次扬尘情况也较为严重。

3 井下粉尘防治的改进

要想将井下粉尘的影响减到最小,提高矿井安全系数,减少对人体的损害,必须做到防尘和除尘相结合,预防为主,治理为辅。

3.1 了解粉尘来源

要做到粉尘的防治,必须要弄清粉尘的根源。我国煤矿的尘源地点主要有:采掘工作面、装卸载点、运输大巷、排矸场。其中,井下产尘量最大的是采煤工作面,要了解各个环节的产尘量,才能“对症下药,事半功倍”。

3.2 监测粉尘含量

为了搞好粉尘防治,就必须对矿井中的粉尘浓度和性质进行测定。粉尘浓度是指单位体积空气中粉尘的含量,可利用矿用安全光散射式测尘仪,实时监测呼吸性粉尘总量。粉尘分散度是指各种不同粒径的粉尘在矿尘中所占的百分数,可利用光电粒子计算器、粒谱仪等仪器直接测量。通过监测粉尘含量,可以直接、真实的反映粉尘对人体的危害,也可鉴定防尘措施的成效。

3.3 从源头处防尘

采煤处是产尘量最大的地方,应从煤层入手,从源头处降低粉尘含量。煤层注水是防尘的有效方法之一,即在钻孔时对煤层注入一定压力的水,达到预先湿润煤体的效果,从而在开采煤层时从根源上减少粉尘。并且可选择一些湿润的塑料制品填充到炮眼中,在煤层爆破时与粉尘一同喷出,这样既可以吸附粉尘,又可吸附炸药爆炸时产生的烟尘和部分有毒气体。此方法虽应用早,但受到地形地质、生产技术等条件的限制,工作量大,缺乏成熟的制度经验。

另外,可以在采煤机的钻头两侧用强度较高的钢板围成开放式框架,利用强力吸附装置来吸附粉尘,在导管下方连接铁管到采煤机下,并安置一个收集装置,既方便倾倒,并可收集粉尘回收利用。此方法工作效率较高、经济且操作简单、拆卸方便。

3.4 在过程中除尘

如果源头处的预防措施做的不好,或因其他原因达不到预期效果时,必须对已产生的粉尘进行治理,可将自动喷雾洒水除尘和通风除尘相结合。

喷雾洒水是通过喷雾器或洒水器来实现的,水通过喷雾器时,由于旋转和冲击作用,喷射于空中而形成雾状水珠。尘粒遇水湿润,一部分降落,一部分随风漂移。通风除尘是利用新鲜空气稀释含尘空气,并将粉尘排出矿内。在回采工作面、主运大巷和卸载站等产尘较多的地方,使用通风除尘,利用较高的风速与煤车逆向将粉尘吹入预定除尘地点,然后利用触控和红外自动洒水降尘装置降尘。此外,对于运输过程中产生的粉尘可在运输起点对煤炭充分湿润,且在运输过程中不断洒水、喷雾,防止粉尘飞扬。

另外,超声波雾化除尘技术应成为新的开发方向,即利用超声波技术使水雾化成微细雾粒,雾粒在尘点内凝聚粉尘,直至沉降,从而实现就地抑尘。此方法除尘效率高、处理成本低廉,且二次污染可能性小,应将其投入到实际的粉尘治理中去。

3.5 建立防护管理系统

在综合防尘除尘治理工作中,不仅要拥有**的防尘技术装备,还应建立完善的防尘管理措施。矿区应健全防尘机构和队伍,完善各项规章制度,严格管理和落实防尘责任。工人应加强自我防御意识,可佩戴特殊的防尘面罩,或穿戴自清洗材质衣物,以防止粉尘进入体内,对矿工保护设备的研究开发也应是未来井下设备的一大研究方向。


Tags: 烟尘仪

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